轻烃原料脱氢催化裂解制乙烯、丙烯的方法

摘要

本发明涉及一种轻烃原料制乙烯、丙烯的方法，主要解决现有轻烃催化裂解制乙烯、丙烯过程中存在乙烯、丙烯收率低的问题。本发明通过(1)轻烃原料先在脱氢反应器内和脱氢催化剂I接触选择性脱氢；(2)脱氢所得产物再进入催化裂解流化床反应器和裂解催化剂II接触裂解为乙烯、丙烯；(3)裂解产物中分离出的C₄⁺返回催化裂解流化床反应器继续裂解为乙烯、丙烯；其中脱氢催化剂I为Pt、Pd、Sn、Ni、Ir、Rh、Mo、Cr中一种或多种金属负载的催化剂；裂解催化剂II的活性组分选自至少一种孔径为0.4～0.65纳米的硅铝、铝磷、硅磷铝分子筛或其复合分子筛。的技术方案，较好地解决了该问题，可用于乙烯、丙烯的工业生产中。

主权项

一种轻烃原料脱氢裂解制乙烯、丙烯的方法，轻烃原料中烷烃和环烷烃分别为52.28重量％和18.17重量％；脱氢催化剂Pt‑Sn/Al₂O₃的制备步骤是：将1.3克H₂PtCl₆·6H₂O加入70毫升去离子水中配成溶液，将此溶液均匀地滴加到20克40～60目的Al₂O₃上，然后在120℃下干燥5小时，如此反复操作直至所用溶液浸渍完毕；再将此催化剂放入马弗炉于550℃下焙烧6小时，得到Pt/Al₂O₃催化剂；再将3克SnCl₂·2H₂O加入70毫升去离子水中配成溶液，将此溶液均匀地滴加到Pt/Al₂O₃催化剂上，然后在120℃下干燥5小时，如此反复操作直至所用溶液浸渍完毕；再将此催化剂放入马弗炉于550℃下焙烧6小时；裂解催化剂采用半合成法制备；将ZSM‑5分子筛、载体和粘结剂机械混合，加入适量水、HCl，控制pH值不小于3，浆液搅拌均匀后于500℃下喷雾成型，取100～180目的催化剂进行实验；ZSM‑5分子筛和基质的质量比为3.5∶6.5；ZSM‑5分子筛的硅铝分子比为25；基质为高岭土和三氧化二铝的混合物，两者的质量比为7∶3；脱氢催化剂在进行脱氢反应前先用纯氢进行还原，还原温度为400℃，反应压力为0.2MPa，纯氢浓度为99.99体积％；轻烃原料脱氢以及脱氢催化剂还原所用装置为固定床反应器；催化剂床层位于反应器中部，反应原料和载气一起自上而下进入反应器内进行反应，生成的产物经三级冷凝可分别收集到液相产物和气相产物，收集到的液相产物作为裂解装置原料进行催化裂解；脱氢反应温度为500℃，反应压力为0.2MPa，重量空速为20小时^‑1，惰性气体和原料的体积比为500；催化裂解装置为提升管循环流化床反应装置；该装置的操作步骤包括：(1)原料进入提升管反应器中，与再生催化剂接触反应，生成含有低碳烯烃的产品，携带待生催化剂经过气固快速分离器进入沉降器；(2)旋风分离器分离出来的大部分催化剂进入沉降器，而气相产品以及部分未被旋风分离器分离的催化剂进入下一级旋风分离器进行再次分离；(3)气相产品经出口管线进入后续的分离工段；(4)沉降器内待生催化剂经过汽提段汽提后经待生斜管和待生滑阀，进入再生器中烧炭再生，焦炭燃烧生成的烟气经再生器内旋风分离器，从烟气出口进入后续的能量回收系统；(5)再生完成的催化剂通过再生催化剂循环斜管进入内嵌提升管中；(6)提升介质使提升管反应器中的再生催化剂向上运动，和原料接触反应；裂解反应温度为650℃，反应压力为0.15MPa，剂/油比为35，反应器入口油气线速度为6米/秒；反应最终得到的乙烯、丙烯收率分别为18.1％和27.2％。